采煤过程中突遇工作面内未被探明的隐伏构造会造成回采率降低，成本大幅度增加，甚至会引发灾害事故或矿难。当前采煤工作面内隐伏构造透射槽波地震勘探数据采集一般采用基于奈奎斯特-香农采样定理的规则观测系统，即炮间距、道间距为等距排列的观测系统。在实际构造成像应用中规则观测系统存在射线覆盖空白带、射线分布不均造成的局部成像精度低的马赛克现象问题。针对此问题，提出基于压缩感知理论的随机观测系统，即在规则观测系统的炮间距和道间距上加入随机值，使炮点和检波点左右移动某个随机值改变等距排列形成随机观测系统。进一步开展了相同炮点数和检波点数的随机观测系统与规则观测系统在、工作面成像网格上射线分布、单个成像网格射线密度、相邻炮共炮点射线分布相似度的成像效果评价方法研究，对比分析了规则观测系统与随机观测系统的成像效果。结果表明：规则观测系统的透射槽波成像所产生影响成像精度的马赛克现象主要集中于采煤工作面的中间部分，而随机观测系统则将此问题转移至可以直接观测和易于探测的临近巷道的采煤工作面四周，使采煤工作面内部成像不足问题得以改善。从整体上来看，随机观测系统的单位网格上经过的透射槽波射线密度较低的网格个数占比要比规则观测系统下小，射线密度高的网格数占比更多。在不低于炮（道）间距一半的网格划分尺度下，随机观测系统比规则观测系统相似度更低，并随着随机值变大而逐渐降低。因此，在炮点和检波点数量固定不变的条件下，随机观测系统具有良好的透射槽波成像效果。在采煤工作面隐伏构造透射槽波探测观测系统设计方向，为提高采煤工作面内隐伏构造透射槽波探测精度提供了新的研究思路和方向。

地震勘探；透射槽波；观测系统；采煤工作面；构造成像；